IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengujian Alat
Pengujian dilakukan bertujuan untuk mengetahui kinerja dan kemampuan dari perangkat yang dibangun. Pengujian dilakukan pada masing-masing subsistem dari perangkat, sehingga dapat dianalisa dan disimpulkan apakah perangkat telah sesuai dengan yang diharapkan. Adapun pengujian yang dilakukan antara lain : 1. Pengujian Perangkat Keras 2. Pengujian Perangkat Lunak 3. Pengujian Pengontrol Lampu Ruangan Otomatis berbasis Atmega 8535
1. Pengujian Perangkat Keras Sebelum merangkai suatu piranti, sebaiknya dilakukan pengujian terlebih dahulu pada masing-masing perangkat keras yang digunakan dengan tujuan untuk mengetahui apakah perangkat keras yang akan digunakan berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan pada masing-masing perangkat keras dari piranti utama sehingga dapat dianalisa dan disimpulkan apakah perangkat telah sesuai dengan yang diharapkan. Adapun perangkat keras yang diuji antara lain: a. Pengendali utama
34
b. Sensor PIR module kc7783r c. Sensor Cahaya d. Relay e. Power supply
a. Pengujian Pengendali Utama
Pengendali utama adalah subsistem yang terdiri atas mikrokontroler di mana kaki-kaki mikrokontroler terhubung dengan pin konektor untuk sensor PIR module KC7783R, Sensor cahaya, dan relay. Pengujian terhadap pengendali utama bertujuan untuk mengetahui apakah mikrokontroler dapat bekerja dalam kondisi baik atau tidak dan apakah kaki-kaki mikrokontroler terhubung dengan pin konektor. Pengujian pada mikrokontroler dilakukan dengan memeriksa kaki-kaki mikrokontroler. Apabila mikrokontroler diberi logika high, tegangan yang terukur sekitar 4,5 – 5,5 V. Dan apabila diberikan logika low, tegangan yang terukur mendekati 0 V. Nilai tersebut tertera pada datasheet
mikrokontroler
ATmega8535
sebagai
pembanding
untuk
pemeriksaan. Pengujian pada mikrokontroler ATmega8535 dilakukan dengan mengambil sampel yaitu mengukur tegangan pada PA1, PB2, PC5, dan PD7.
Tabel 10. Hasil pengujian tegangan pada kaki mikrokontroler ATmega8535 Logika
Tegangan
Tegangan
Tegangan
Tegangan
PA1
PB2
PC5
PD7
High
4,47 V
4,65 V
4,52 V
4, 54 V
Low
0,07 mV
0,08 mV
0,07mV
0,07mV
35
Data yang didapat dari pemberian logika high dan logika low pada mikrokontroler yang diukur dengan menggunakan multimeter digital menunjukkan bahwa tegangan mikrokontroler berkisar antara 4,4 Volt sampai 4,7 Volt untuk pemberian logika high dan 0,07 Volt untuk pemberian logika low. Nilai yang didapat sesuai dengan datasheet ATmega8535. Dari pengujian ini, dapat dinyatakan mikrokontroler dalam kondisi baik dan dapat digunakan
untuk
mengeksekusi
program
pada
piranti.
Kemudian
mikrokontroler ATmega8535 seperti pada gambar 17 dibawah ini diletakkan pada zip socket yang terhubung dengan pin konektor, dan dilakukan pemeriksaan dengan menggunakan multimeter.
Gambar 20. Pengendali Utama
Tabel 11. Hasil pengujian hubungan kaki mikrokontroler ATmega8535 dengan pin konektor Terhubung Kaki Mikrokontroler PA0 PA1 PB0
Pin Konektor untuk Sensor PIR module Sensor Cahaya Rangkaian relay
Ya
Tidak
36
b. Sensor PIR module KC7783R Pengujian sensor PIR module kc7783r ini dilakukan dengan meletakkan sensor di dalam ruangan yang diinginkan. Sensor diletakkan pada ketinggian 1.5 meter diatas permukaan lantai ruangan supaya seluruh gerakan angota tubuh manusia dapat di jangkau oleh sensor.
Gambar 21. Sensor PIR module KC7783R
Berdasarkan gambar 20 diketahui bahwa sensor PIR module ini memilki yaitu: 1. Vcc
Terhubung ke sumber tegangan 5 vdc
2. Gnd
Terhubung ke ground
3. Out
Terhubung ke mikrokontroler
Prinsip kerja PIR module KC7783R yaitu mendeteksi manusia melalui gerakan tubuh manusia akan mengeluarkan output pada level high 5 volt, jika tidak mendeteksi manusia atau tidak ada gerakan tubuh manusia yang dideteksi maka output yang di keluarkan sensor yaitu sebesar 0 volt. Dalam penelitian ini diketahui jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi manusia akan
37
mengeluarkan output 5 volt pada level high yang tidak kontiniu yaitu perpaduan antara 5 volt (high) dan 0 volt (low). Jarak sinyal output sensor PIR module KC7783R pada saat mendeteksi manusia yaitu antara tegangan high dan tegangan low jaraknya berbeda-beda, Hal ini disebabkan karena sensitifitas sensor yang sangat tinggi. Pada proses adaptasi sensor membutuhkan waktu beradaptasi terhadap lingkungan sekitar 30-60 detik dan selama proses adaptasi di usahakan tidak ada pergerakan manusia di depan permukaan lensa sensor PIR module. Berikut adalah tabel hasil pengujian sensor PIR module KC7783R
Tabel 12. Hasil Pengujian Sensor PIR module KC7783R Tegangan Output Jarak Sensor dengan
Tegangan Input
Manusia
Sensor (Volt)
Kondisi Ruangan
Sensor (Volt)
Ada manusia
20 cm
5
5
Ada manusia
1m
5
5
Ada manusia
2m
5
5
Ada manusia
3m
5
5
Ada manusia
4m
5
5
Ada manusia
5m
5
5
Tidak Ada manusia
0 m - ....... m
5
0
38
c. Sensor Cahaya
Gambar 22. Sensor Cahaya Pengujian sensor cahaya ini dilakukan untuk mengetahui intensiatas cahaya yaitu dengan cara membandingkan antara tegangan input positif dari LDR dengan tegangan referensi yang digunakan. Untuk membandingkan tegangan input dan tegangan referensi digunakan IC LM324. Secara sederhana dapat dijelaskan, ketika nilai tegangan pada VIN lebih besar dibandingkan nilai tegangan VREF maka VOUT idealnya akan memiliki nilai tegangan sebesar tegangan batas atas (+5 V), dan ketika nilai tegangan pada VIN lebih kecil dibandingkan nilai tegangan VREF maka VOUT idealnya akan memiliki nilai tegangan sebesar tegangan batas bawah (0 V). Dari gambar 15 diketahui: R1 = 10 KΩ R2 = 10 KΩ R3 = 1.5KΩ R4 = 1KΩ Maka tegangan referensi = 4.3 Volt
39
Besar tegangan referensi pada sesor cahaya yaitu sebesar 4,3 volt, Tegangan referensi ditetapkan sebesar 4.3 volt karena pada tegangan tersebut manusia diangap sudah membutuhkan penerangan lampu listrik di dalam ruangan, Hal ini dilakukan dengan cara mengukur intensitas cahaya diluar ruangan dan mengamati keadaan cahaya didalam ruangan. Berikut hasil pengujian sensor cahaya
Tabel 13. Hasil Pengujian Sensor Cahaya Kondisi
Tegangan input sensor
Tegangan output sensor
Terang
5V
4,95 V
Gelap
5V
0,8 mV
d. Relay
Gambar 23. Gambar rangkaian relay Pengujian relay ini dilakukan untuk mengetahui apakah relay bekerja sesuai dengan yang ditentukan. Dari gambar 25 output dari mikrokontroler akan diteruskan ke relay melaui sebuah transsistor, Transistor didalam rangkaian relay berfungsi sebagai switch dan dioda digunakan untuk mencegah kick back atau tegangan balik yang sangat besar saat relay dimatikan. Nilai hambatan input (R5) dari rangkaian relay diatas dapat di hitung yaitu:
40
Relay dengan hambatan 62.5Ω (Rc) dan kuat arus 80 ma Transistor bc108 dengan nilai hfe = 180 Maka Ib = 80 mA / 180 = 0.5.104 A R5 = (5 – 0.62) / 5.104 R5 = 8.76 K Ω Dengan memampaatkan karakteristik transistor emitor bersama, pada kondisi saturasi (jenuh) dan keadaan cut-off (mati) maka transistor dapat dijadikan saklar dengan pemutus dan menyambungnya berupa tegangan pada basisnya. Pada rangkaian relay jika output dari mikrokontroler sebesar 0 volt, Maka Ib = 0 volt dan Ic = 0 volt . Maka relay pada rangkaian ini kondisi saklar pada kondisi terbuka dan lampu berada pada posisi mati.
Gambar 24. Gambar transistor pada saat tegangan output mikrokontroler 0 volt
41
Seabaliknya jika output dari mikrokontroler sebesar 5 volt maka transistor akan berfungsi sebagai saklar posisi on maka relay pada rangkaian ini akan berada pada kondisi on sehingga lampu akan menyala.
Gambar 25. Kondisi transistor saat mendapat tegangan 5 volt dari mikrokontroler
e. Pengujian Power supply Pengujian
power supply bertujuan untuk mengetahui apakah tegangan yang
dihasilkan oleh power supply sesuai dengan yang diinginkan atau tidak. Pada power supply yang dibuat, tegangan keluaran yang diharapkan sebesar 5 Volt dan arus yang dihasilkan searah. Gambar 28 merupakan gambar power supply yang digunakan pada rangkaian. Power supply yang digunakan merupakan power supply sederhana yang telah diuji stabilitas keluaran tegangannya sehingga aman digunakan pada rangkaian dan tidak membahayakan komponen yang digunakan. Pada power supply dipasangkan IC LM7805 sehingga tegangan keluaran stabil dan berkisar pada 5 Volt.
42
Gambar 26. Power supply. Komponen-komponen yang digunakan untuk membuat power supply antara lain : 1. Dioda Bridge 2. Kapasitor 3 IC LM7805 4. Transformator Step Down 5. Pin konektor Arus yang mengalir dari transformator step down merupakan arus bolak-balik yang selanjutnya masuk ke dioda bridge. Pada dioda bridge, arus sedemikian rupa diproses sehingga keluaran dari dioda bridge merupakan arus searah yang memiliki riak-riak cukup besar. Riak-riak besar yang merupakan keluaran dari dioda bridge diperhalus dengan menggunakan satu buah kapasitor. Kapasitor tersebut disusun secara paralel. Semakin banyak kapasitor yang digunakan maka akan semakin halus riak-riak yang dikeluarkan dari kapasitor tersebut. Keluaran dari kapasitor terhubung dengan IC LM7805, yang akan menghasilkan keluaran tegangan sebesar 5 Volt. Tegangan inilah yang kemudian digunakan pada rangkaian.
43
2. Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan untuk menulis program yang akan di download ke mikrokontroler adalah AVR studio 4 dimana program dapat ditulis dengan bahasa-C. Cara pembuatan software Atmega 8535 dengan AVR stdio 4 adalah : a. Pilih project – New project b. Pilih Avr GCC dan nama project, serta project itu disimpan.
Gambar 27. Pemilihan project type c. Klik Next d. Pilih debug platfrom: Avr simulator dan Atmega 8535 pada device.
Gambar 28. Gambar tampilan pemilihan debug platfrom e. Klik Finish
44
f. Klik project – Configuration
Gambar 29. Gambar tampilan pemilihan setting konfigurasi g. Pilih opsi seperti gambar diatas. Frekuensi diisi dengan 8 Mhz optimization pilih 00 (tampa optimasi) h. Klik Ok i. Tulis program yang diinginkan j.
Klik Build – Rebuild all Apabila dibagia bawah tertulis Build succeded with 0 warning, Berarti proses kompilasi berhasil dan siap untuk di download ke IC Atmega 8535.
45
3. Pengontrol Lampu Ruangan Otomatis berbasis Mikrokontroler ATmega8535
Gambar 30. Pengontrol lampu ruangan otomatis berbasis mikrokontroler ATmega8535
Dalam penelitian tugas akhir ini, dirancang sebuah alat pengontrol lampu ruangan otomatis. Pengujian pada piranti dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah alat yang digunakan dapat bekerja secara maksimal atau tidak. Piranti yang dibuat merupakan piranti otomatis, sehingga dapat bekerja secara otomatis tanpa pengawasan, dengan catatan tidak terjadi pemutusan aliran listrik ke piranti. Piranti ini bekerja satu siklus, terus-menerus. Apabila aliran listrik ke piranti putus, maka piranti tidak akan menyimpan data sebelumnya. Tahap awal pembuatan piranti adalah dengan memrogram mikrokontroler ATmega8535 sebagai pengendali utama. Program-program awal untuk menguji komponen seperti sensor PIR module KC7783R dan sensor cahaya dimodifikasi dan digabungkan sehingga membentuk sebuah perangkat lunak yang telah dibuat terprogram ke mikrokontroler. Kemudian komponen-komponen piranti yang
46
berupa power supply, sensor PIR module KC7783R dan sensor cahaya dihubungkan ke mikrokontroler. Konfigurasi penempatan sensor pada kaki IC ATmega 8535 sebagai berikut: 1. Port A0 di setting sebagai inputan mikrokontroler yang berasal dari outputan sensor PIR module KC7783R 2. Port A1 di setting sebagai inputan mikrokontroler yang berasal dari outputan sensor cahaya 3. Port B0 disetting sebagai Outputan dari mikrokontroler yang menjadi inputan bagi rangkaian relay. Cara kerja dari alat pengontrol lampu ruangan otomatis dapat di jelaskan sebagai berikut: 1. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan terang hasil pembacaan dari sensor cahaya, maka relay tidak aktif (NO) dan lampu mati. 2. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia tidak ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan terang hasil pembacaan dari sensor cahaya,maka relay tidak aktif dan lampu mati 3. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan gelap hasil pembacaan dari sensor cahaya, maka relay tidak aktif dan lampu mati 4. Jika sensor PIR module KC7783R mendeteksi bahwa manusia ada didalam ruangan dan kondisi di dalam ruangan terang, maka lampu akan menyala selama 23 detik dan dalam waktu 23 detik sensor PIR module pernah mengeluarkan output high (dianggap manusia masih ada di dalam
47
ruangan) maka lampu akan menyala untuk 23 detik berikutnya, dan sebaliknya apabila sensor PIR module mengeluakan output pada level low selama 23 detik (maka diangap manusia tidak ada di dalam ruangan) maka lampu akan mati atau dengan kata lain pada detik ke 24 lampu akan mati. Pemberian delay waktu selama 23 ini disebabkan karena output sensor PIR module KC7783R jika mendeteksi keberadaan manusia tidak kontiniu atau tidak stabil pada tegangan 5 volt melainkan naik-turun 0 volt dan 5 volt. Hal ini disebabkan sensitifitas dari sensor PIR module KC7783R yang sangat tinggi.
